沈阳工业大学巩天星课题组CRPS：用于伤口护理的双效水凝胶伤口敷料 | Cell Press论文速递
物质科学
Physical science
近日，沈阳工业大学电气工程学院巩天星团队联合中国医科大学附属第四医院李航宇团队开发了一种双效水凝胶伤口敷料，能够在抵抗弯曲和压缩断裂的同时抵御伤口部位的微生物入侵。该水凝胶具有出色的抗微生物性能，能够促进成纤维细胞迁移，并在不使用抗生素的情况下促进感染伤口愈合。该文于2024年7月17日以“Dual-action hydrogel wound dressing for advanced wound care: Antibiotic-free microbial defense and exceptional mechanical resilience”为题在Cell Press细胞出版社旗下期刊Cell Reports Physical Science在线发表。论文通讯作者为巩天星、李航宇、彭雪强；论文第一作者为吴涛。通讯单位为沈阳工业大学和中国医科大学附属第四医院。
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研究背景
皮肤是人体最大的器官，直接暴露于外界环境的特点使其极易受到损伤。皮肤伤口敷料需要一定的机械强度以确保其完整性，避免材料断裂。与此同时，微生物入侵会造成皮肤伤口感染，而抗生素的过度使用导致了耐药性问题日益严重，使得寻找新的抗菌策略变得尤为迫切。水凝胶以其优异的生物化学性能和保湿能力在伤口敷料材料中具有巨大潜力。研究团队将聚阳离子多肽—ε-聚赖氨酸（EPL）引入到羧甲基纤维素水凝胶中，制备了一种双效水凝胶伤口敷料（DAHWD），旨在同步提升伤口敷料的机械性能和抗微生物活性。
研究要点1. DAHWD的机械性能
EPL与羧甲基纤维素通过静电相互作用形成第二物理交联网络，因此与单网络水凝胶（20C和80C）相比，具有双交联网络的DAHWD（20CP和80CP）能够承受更大的弯曲和压缩。
研究要点2. DAHWD的抗微生物性能
EPL的引入赋予了DAHWD良好的抗微生物活性，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌均表现出显著的生长抑制，其效果与商业银离子敷料相当。生物膜形成测试结果表明，DAHWD能有效抑制金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的生物膜形成，进一步证明了其在防止伤口感染和促进感染伤口愈合方面的潜力。
研究要点3. DAHWD的促进伤口愈合能力
在大鼠全层皮肤缺损模型中，DAHWD展现出显著的促进伤口愈合效果。DAHWD具有良好的体内抗菌性能，能够减轻伤口部位炎症，促进胶原沉积，进而在不使用抗生素的情况下有效促进微生物感染伤口的愈合。
小结
该研究开发了一种在抗微生物防护和机械性能提升方面表现出显著优势的双效水凝胶伤口敷料，并在体内外实验中展示出良好的生物相容性和促进伤口愈合效果。这项研究提供了一种安全、有效且无需依赖抗生素的伤口护理解决方案，以应对日益增长的抗生素耐药性挑战。
相关论文信息
论文原文刊载于Cell Press细胞出版社旗下期刊Cell Reports Physical Science，点击“阅读原文”或扫描下方二维码查看论文
▌论文标题：
Dual-action hydrogel wound dressing for advanced wound care: Antibiotic-free microbial defense and exceptional mechanical resilience
▌论文网址：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S266638642400362X
▌DOI：
https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2024.102093
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